Des chercheurs ont découvert sur Mars une région souterraine, entre 4,3 et 8,8 kilomètres de profondeur, susceptible d’abriter des archées méthanogènes. Située à une latitude moyenne, cette zone présente des conditions similaires à celles qui abritent les mêmes microorganismes sur Terre. Cela pourrait expliquer la présence de méthane dans certaines parties de la planète.
L’astrobiologie a pour principal objectif de détecter d’éventuelles traces de vie extraterrestre à travers des biosignatures. Parmi ces biosignatures, le méthane, produit principalement sur Terre par des microorganismes (des archées), est particulièrement étudié. Toutefois, même si du méthane a été détecté sur Mars, son origine reste controversée. Certaines études signalent une détection in situ près de certains cratères, tandis que d’autres affirment que l’atmosphère martienne en est soit dépourvue, soit ne présente que des traces saisonnières.
Ces résultats divergents ont conduit à l’étude des méthanogènes adaptés à des habitats terrestres imitant les environnements martiens. Étant donné que la surface de Mars et son sous-sol peu profond ne sont pas favorables à l’existence de microorganismes, en raison des radiations à haute énergie, des températures extrêmes et de l’absence d’eau liquide, l’équipe de l’Université de Barcelone suggère qu’ils pourraient être enfouis plus profondément sous la surface de Mars. Cela est cohérent avec la prédominance des archées dans les environnements terrestres anoxiques.
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« On pense que le sous-sol martien est plus habitable que sa surface car il est protégé des rayons UV ionisants, des rayons X et des particules nocives », ont écrit les chercheurs dans leur étude prépubliée sur la plateforme arXiv. « De plus, les températures y seraient plus élevées et moins variables, augmentant probablement la probabilité de présence d’eau liquide. »
Un habitat potentiel entre 4,3 et 8,8 kilomètres de profondeur
Pour explorer cette hypothèse, les chercheurs ont analysé les conditions environnementales des habitats qui permettent aux archées méthanogènes terrestres de prospérer et qui pourraient également exister sur Mars. Cela comprend les fractures cristallines rocheuses profondes, les lacs sous-marins hypersalins et les plans d’eau sous-glaciaires – des environnements extrêmes principalement dépourvus d’oxygène. De plus, « on pense que les sels sont pertinents dans le sous-sol de Mars, ce qui ouvre la possibilité d’avoir de l’eau liquide à des températures inférieures à zéro », indique l’équipe.
Il existe de grandes quantités de roches souterraines où les populations microbiennes peuvent s’épanouir. Une étude antérieure analysant la diversité de la biomasse sur des sites de forage mondiaux indique qu’il y aurait 2 à 6 × 1029 cellules vivant sous terre. En comparaison, on ne recense qu’environ 1024 étoiles dans l’Univers observable. Environ 70 % des bactéries et des archées sur Terre se trouvent sous la surface. Bien qu’aucun microorganisme ne puisse survivre dans le magma en fusion, certains méthanogènes, tels que Methanopyrus kandleri, peuvent vivre à des températures allant jusqu’à 122 °C et à 2 000 mètres de profondeur, près des cheminées hydrothermales.
Par ailleurs, ces vies microbiennes tirent principalement leur énergie ou leurs nutriments des réactions chimiques entre l’eau et les roches. « Par conséquent, la recherche d’une niche de sous-surface habitable sur Mars impliquera de détecter des habitats anoxiques avec de l’eau liquide en circulation et de l’énergie et du carbone disponibles pour la croissance de micro-organismes semblables à ceux de la Terre », suggèrent les chercheurs.
Des indices croissants suggèrent la présence d’eau liquide sous la surface de Mars. Bien que les vestiges du passé hydrologique de la surface de Mars soient bien documentés, il est récemment proposé qu’une partie de cette eau s’est évaporée dans l’espace, tandis que l’autre partie serait profondément enfouie sous la surface.
En intégrant les informations sur les habitats terrestres des méthanogènes, les données récentes sur la distribution de l’eau ou de la glace souterraine ainsi que les éléments radiogéniques et les régimes thermiques souterrains de Mars, l’équipe a identifié un habitat potentiel situé entre 4,3 et 8,8 kilomètres de profondeur dans la région d’Acidalia Platinia. Les conditions du régolithe pourraient être compatibles avec la survie des méthanogènes des familles Methanosarcinaceae et Methanomicrobiaceae.
Il faut cependant garder à l’esprit que d’autres facteurs peuvent expliquer la présence du méthane détecté à la surface de la planète, sans compter que les roches doivent être suffisamment poreuses et fournir assez de nutriments pour la survie des microorganismes. Des recherches supplémentaires, telles que des simulations, des forages ou des analyses de spectrométrie, seront donc nécessaires pour déterminer si elles pourraient réellement être liées au méthane détecté sur la planète.